JP4134500B2

JP4134500B2 - 光ファイバケーブルの製造方法および製造装置

Info

Publication number: JP4134500B2
Application number: JP2000283517A
Authority: JP
Inventors: 吉宏足立; 茂久石上; 浩典松本; 裕之伊藤
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2020-09-19
Also published as: JP2002090598A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本の光ファイバ心線を撚り合わせ、その周囲に繊維材料を撚合わせてなる光ファイバケーブルの製造方法および製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
支持線とケーブル本体がシースによって一体化された自己支持型光ファイバケーブルを架空に懸架する際には、支持線の両端を電柱に固定することで、ケーブル本体が保持される。このケーブルの利点は、支持線とケーブル本体が一体化されているために支持線を単独で架渉する必要がなく、架渉作業が１回で済むという作業効率の良さにある。しかし、自己支持型光ファイバケーブルが懸架された状態では、支持線にかかる張力は数百ｋｇｆになり、その伸び率は０．２％程度になる。光ファイバ心線に０．２％程度の伸びが常時加わることは、長期信頼性の観点から大きな問題となる。
【０００３】
この問題点を解決する自己支持型光ファイバケーブルの一例を図４〜図６に示す。図中、１は支持線、２はケーブル本体、３ａ，３ｂはシース、３ｃは首部、４はスリット、５は支持線部、６はケーブル本体部である。この自己支持型光ファイバケーブルは、支持線１とケーブル本体２とが共通シースで一体的に被覆されて連結されている。すなわち、シース３ａで支持線１が被覆された支持線部５と、シース３ｂでケーブル本体２が被覆されたケーブル本体部６が、シース３ａ，３ｂと一体の首部３ｃによって連結されている。支持線部５の外径に比べて、光ファイバ本体部６の外径が大きいのが普通であり、したがって、共通シースは、瓢箪型のシースとなっている。この瓢箪型シースの首部３ｃには、間欠的にスリット４が形成されている。図４では、自己支持型光ファイバケーブルが架設されて支持線１に張力が加えられて伸ばされた状態であり、ケーブル本体部２は、支持線部５に並行している。支持線１に張力が加えられない状態においては、図５に示すように、支持線部５に対してケーブル本体部６は余長をもっており、下方から見ると、図６に示すように、ケーブル本体部６は支持線部５に対して蛇行している。
【０００４】
この瓢箪型シースを施した自己支持型光ファイバケーブルのケーブル本体部の中心部に光ファイバ集合体があり、その外側が保護材料として用いた複数本の繊維材料のクッション性充填物で完全に覆われ、その外側にシースが設けられた光ファイバケーブルを用いたものが知られている。
【０００５】
図７は、このような繊維材料を保護材料として用いた自己支持型光ファイバケーブルの一例の断面図である。図中、図５，図６と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。２ａはテープ状光ファイバ心線、２ｂは繊維材料、７は鋼線、８は引き裂き紐である。この例では、光ファイバ集合体として複数本のテープ状光ファイバ心線２ａを集合したものを用いた。集合されたテープ状光ファイバ心線２ａは撚り合わされて、旋回された状態で設けられ、繊維材料２ｂは、集合されたテープ状光ファイバ心線２ａの周囲に撚り合わされるようにして設けられている。鋼線７は、ケーブル本体部６の縮みを防止するために設けられたもので、ケーブル本体部６に圧縮力が加えられると、上下に配置された鋼線７の弾性によって、吊り下げられたケーブル本体部６は左右方向に蛇行し、局部的な曲げを生じることも避けられるが、鋼線７には、支持線に対抗できる程度の抗張力線としての作用はない。また、引き裂き紐８を設けないものもある。
【０００６】
図７で説明したようなケーブル本体を有し、その上にシースが施された光ファイバケーブルは、光ファイバ心線を集合して繊維材料を撚り合わせた後、一旦巻取ってから、シースを被覆する工程に移されるのが一般的で、シースが施されるのは光ファイバ心線を集合する工程とは別工程であった。このような従来の製造方法での品質上の問題は、繊維材料が光ファイバの集合体の周囲で不均一になり、中の光ファイバが繊維材料から飛び出してしまうこともある。飛び出さないまでも、繊維材料が偏り、シースがきれいな円形にならないなど、均一に繊維材料を設けることが困難であった。繊維材料の配列乱れは、光ファイバに有害な歪みを与える原因となり、また、繊維材料の伸びの差が長手方向での不均一な伸縮を起こしロス増を生じさせることもあった。
【０００７】
光ファイバを集合させる工程と繊維材料を撚り合わせる工程を一工程で行なう製造方法、さらには、シースを被覆する工程まで連続させて、全体の工程を一工程で行なう製造方法でも、集合させた光ファイバの上に繊維材料を撚り合わせる工程に入る前に、集合させた光ファイバがばらけてしまうと、均一に繊維材料を撚り合わせることができないという問題がある。
【０００８】
光ファイバおよび繊維材料は、回転ケージで撚り合わされるが、同じケージ内に光ファイバと繊維材料を配置した場合、光ファイバと繊維材料の撚り合わせピッチと撚り合わせ方向が常に同じとなってしまう。光ファイバを撚り合わせるケージの前方に繊維材料のケージを配置する場合、光ファイバを撚り合わせてから繊維材料を撚り合わせるまでに距離が長く、光ファイバの配列乱れが生じたり、外傷を生じる可能性がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、集合工程で集合させた光ファイバ心線の上に繊維材料を撚り合わせる工程に入る前に、集合させた光ファイバ心線がばらけてしまうことや、配列の乱れ、外傷が生じることを防止できる光ファイバケーブルの製造方法および製造装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数本の光ファイバ心線を集合して光ファイバ心線集合体を形成し、該光ファイバ心線集合体の周囲に繊維材料を集合したケーブル本体にシースを被覆した光ファイバケーブルの製造方法であって、光ファイバ心線の集合点の前記光ファイバ心線集合体の進行方向側に近接して繊維材料の集合点を配置し、前記繊維材料を集合したケーブル本体をほぼ直線状態で押出機に供給して連続的にシースを被覆する光ファイバケーブルの製造方法において、前記光ファイバ心線の集合点と前記繊維材料の集合点との距離が０．１ｍ以上、１．５ｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ファイバケーブルの製造方法において、前記繊維材料は、供給源から出た繊維材料の方向と光ファイバ心線集合体の進行方向とがなす角度が、ほぼ９０゜またはそれ以下となる角度で前記光ファイバ心線集合体の進行方向と逆行する方向に向けて供給され、前記繊維材料の集合点の手前から、前記光ファイバ心線集合体の進行方向に向けて進行方向を変更されて集合されることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、複数本の光ファイバ心線を集合して光ファイバ心線集合体を形成し、該光ファイバ心線集合体の周囲に繊維材料を集合したケーブル本体にシースを被覆した光ファイバケーブルの製造装置であって、光ファイバ心線を集合させる集合ガイドまたは集合ダイスの前記光ファイバ心線集合体の進行方向側に近接して繊維材料を集合させる集合ガイドまたは集合ダイスを配置するとともに、前記繊維材料を集合したケーブル本体をほぼ直線状態で連続的にシースを被覆するように押出機を配置した光ファイバケーブルの製造装置において、前記光ファイバ心線を集合させる集合ガイドまたは集合ダイスと前記繊維材料を集合させる集合ガイドまたは集合ダイスとの距離が０．１ｍ以上、１．５ｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光ファイバケーブルの製造装置において、前記繊維材料は、供給源から出た繊維材料の方向と光ファイバ心線集合体の進行方向とがなす角度が、ほぼ９０゜またはそれ以下となる角度で前記光ファイバ心線集合体の進行方向と逆行する方向に向けて供給され、前記繊維材料の集合点の手前から、前記光ファイバ心線集合体の進行方向に向けて進行方向を変更されて前記繊維材料を集合させる集合ガイドまたは集合ダイスに導入されることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１，図２は、本発明の光ファイバケーブルの製造方法を自己支持型光ファイバケーブルの製造に適用した実施の形態を説明するための生産ラインの説明図であり、図１のＡ点と図２のＡ点でつながる１つの図を分割して図示したものである。図中、１０は光ファイバ心線、１１は光ファイバ心線供給リール、１２は光ファイバ心線集合体、１３は繊維材料供給リール、１４は繊維材料、１５はガイドローラ、１６はケーブル本体、１７は粗巻き糸、１８は鋼線供給リール、１９は鋼線、２０は支持線供給リール、２１は支持線、２２は押出機、２３はクロスヘッド、２４は自己支持型光ファイバケーブル、２５は冷却水槽、２６は引取キャプスタン、２７は巻取装置である。この製造ラインは、図７で説明した自己支持型光ファイバケーブルを製造するものとして説明する。
【００１７】
光ファイバ心線１０は、回転ケージ上に設けられた光ファイバ心線供給リール１１より供給され、旋回されて撚り合わされながら集合されて、光ファイバ心線集合体１２となる。この例では、光ファイバ心線１０としてテープ状光ファイバ心線を用いて、１０本のテープ状光ファイバ心線を集合させたが、集合させるテープ状光ファイバ心線の数や集合形状に応じて、テープ状光ファイバ心線を２段で集合させてもよく、また、３段以上で集合させてもよい。また、本発明では、光ファイバ心線はテープ状光ファイバ心線に限られるものではなく、単線の光ファイバ心線を用いてもよいものである。光ファイバ心線集合体１２の上に、回転ケージ上に設けられた繊維材料供給リール１３から供給されたクッション層を形成する繊維材料１４が撚り合わされて、ケーブル本体１６が形成される。１つの繊維材料供給リール１３からは、１本または複数本の繊維材料が供給される。繊維材料１４としては、ポリプロピレン繊維を用いたが、これに限られるものではない。また、繊維材料は、単繊維でも、単繊維を撚り合わせて糸状にしたものでもよい。繊維材料１４は、後述するように、回転ケージ上に設けられた溝付きのガイドローラ１５によって方向を変更されて光ファイバ集合体１２に撚り合わされる。ガイドローラ１５に代えて、回転しないピン部材など、繊維材料１４の走行方向を変更できる部材であればよい。繊維材料１４の撚り合わせ方向は、光ファイバ集合体１２の旋回方向に対して同方向に撚り合わされる。繊維材料１４の撚り合わせ方向を、光ファイバ集合体１２の旋回方向に対して逆方向としてもよい。繊維材料１４の撚り合わせのピッチは、光ファイバ集合体１２の旋回のピッチと同一のピッチとする方法、あるいは、繊維材料１４の撚り合わせのピッチを光ファイバ集合体１２の旋回のピッチに対して大きいピッチまたは小さいピッチとする方法が採用できる。これらのようにして、繊維材料１４を撚り合わせることによって、光ファイバ集合体１２に繊維材料１４が食い込むことがなく、保護層が形成されるとともに、光ファイバ集合体１２の集合状態が崩れてばらけた状態となることを防止できる。ケーブル本体１６は、必要に応じて、次の工程で、ナイロン糸等の粗巻き糸１７でバインドされる。
【００１８】
このようにして形成されたケーブル本体１６は、直線状態を保ったまま押出機２２のクロスヘッド２３に導かれる。クロスヘッド２３には、ケーブル本体１６のシース部分に挿入される鋼線１９と支持線２１が同時に導入される。鋼線１９は、例えば直径０．４〜１．０ｍｍ程度の単線であり、ケーブル本体１６に加えられる圧縮歪みを軽減するために設けられるものである。鋼線供給リール１８から供給され、クロスヘッド２３に導入される。支持線２１は支供線供給リール２０から供給され、プリテンションを与えられてクロスヘッド２３に導入される。
【００１９】
ケーブル本体１６，鋼線１９，支持線２１が導入されたクロスヘッド２３において、熱可塑性樹脂等による共通シースが施され、かつ、図４〜図７で説明したように、間欠的にスリットが形成された瓢箪型の断面形状の自己支持型光ファイバケーブル２４が出来上がる。クロスヘッド２３を出たところでは、共通シースは硬化していない状態であり、冷却水槽２５を通って冷却され、引取キャプスタン２６で引き取られ、巻取装置２７で巻き取られる。
【００２０】
このように、光ファイバ心線と繊維材料を集合し、そのままシース押出機に導くようにした。しかも、この間はローラに巻き付くなどさせることなく、直線状態を保つようにした。なお、直線状態とは、必ずしも直線でなければならないものではなく、多少の曲がりがあってもよいが、曲がりがある場合には、曲げ半径を２ｍ以上にすることが必要である。したがって、本明細書でいう直線状態とは、曲げ半径が２ｍ以上の曲げ状態をいう。もちろん、曲げ半径が無限大の直線が含まれることは当然であり、むしろ、直線の場合が望ましいのである。
【００２１】
直線状態でシースが施された後は、冷却され引き取られ、巻き取られる。したがって、従来のように、光ファイバ心線と繊維材料を集合した後に、一旦巻取って、再度くり出すことによって、繊維材料の包囲が乱れて配列乱れの原因になるようなことはない。
【００２２】
このように、集合された光ファイバ心線上に、次の工程で繊維材料が撚り合わされる。この場合、集合された光ファイバ心線の集合位置から繊維材料が撚り合わされる位置までの距離が大きいと集合された光ファイバ心線の集合状態が僅かに崩れることがあっても、繊維材料の包囲にムラが生じて、繊維材料を均一に撚り合わせることができないことが分かった。
【００２３】
したがって、本発明では、繊維材料の集合は、光ファイバ心線の集合の直後に行なうようにした。すなわち、光ファイバ心線の撚り合わせ集合点の後（光ファイバ集合体の進行方向側）に近接して繊維材料の集合点を配置するようにした。
【００２４】
繊維材料の集合と光ファイバ心線の集合とは、それぞれ回転ケージを用いて行なわれるから、繊維材料の集合点と光ファイバ心線の集合点を近づけるには限度がある。
【００２５】
図１で説明したように、繊維材料１４を回転ケージ上に設けられた溝付きのガイドローラ１５によって方向を変更されて光ファイバ集合体１２に撚り合わされるようにしたことによって、繊維材料の集合点を光ファイバ心線の集合点の直後にもってくることが容易となる。
【００２６】
図３は、繊維材料の集合点と光ファイバ心線の集合方法の説明図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。光ファイバ心線１０はＰ点で集合される。Ｐ点において、光ファイバ心線１０は、仮想の円錘体の側面に沿って集合される。仮想の円錘体の頂角の１／２の角θ₁を集合角と呼べば、θ₁については、θ₁が４５゜を超えると、集合に用いるガイドやダイスによって光ファイバ心線に外傷が生じやすくなるので、θ₁は４５゜以下とするのがよい。
【００２７】
Ｐ点の前方のＱ点において繊維材料１４が光ファイバ心線集合体１２に撚り合わされるようにして集合される。繊維材料１４も、仮想の円錘体の側面に沿うようにしてＱ点に導かれる。この仮想の円錘体の頂角の１／２の角θ₂も４５゜以下でとするのがよい。θ₂が４５゜を超えると、繊維材料１４が光ファイバ心線集合体１２を締め付けやすくなり、光ファイバ心線集合体１２の損失を増加させるという問題を生じる。
【００２８】
Ｐ点とＱ点との間の距離Ｌを小さくするために、繊維材料１４が、ガイドローラ１５によって方向を変更されるようにしてＱ点に導かれることは上述したが、繊維材料供給リール１３から方向変更点であるガイドローラ１５に至るパスラインと光ファイバ心線集合体１２の進行方向との間の角度θは、ほぼ９０゜またはそれ以下とするのがよい。すなわち、繊維材料供給リール１３から出た繊維材料１４と光ファイバ心線集合体１２の進行方向がなす角度θは、ほぼ９０゜またはそれ以下とするのがよい。９０゜を超えると、繊維材料供給リール１３を装填した回転ケージを、光ファイバ心線供給リール１１を装填した回転ケージと干渉しないように配置するようにすると、Ｑ点をＰ点に近接させることができないことになるからである。この角度θをもって繊維材料供給リール１３から出た繊維材料１４は、ガイドローラ１５によって方向を光ファイバ心線集合体１２の進行方向側に変更されてＱ点において、光ファイバ心線集合体１２に集合される。光ファイバ心線１０の集合点であるＰ点と繊維材料１４の撚り合わせ点であるＱ点との距離Ｌが大きいと、繊維材料１４が撚り合わされる前に、光ファイバ心線がバラけたり、一部の心線がたるんで縄跳び現象を起こすことがある。したがって、Ｑ点をＰ点に近接させるようにする。Ｑ点をＰ点に近接させることによって、光ファイバ心線を整列して撚り合わされた状態で繊維材料１４を集合させることができる。近接させる具体的な範囲としては、Ｐ点とＱ点との距離Ｌが、０．１ｍより小さいと段取り作業などに問題があり、１．５ｍを超えると撚り合わせた光ファイバ心線がバラけたりする現象が生じやすくなることから、０．１ｍ以上、１．５ｍ以下にするのがよい。
【００２９】
なお、光ファイバ心線を複数段の集合位置で集合させる場合には、最終段の集合位置がＰ点に相当する。
【００３０】
上述した実施の形態では、自己支持型の光ファイバケーブルについて説明したが、本発明は、自己支持型の光ファイバケーブルに限られるものではなく、複数本の光ファイバ心線を撚り合わせ、その周囲に繊維材料を撚合わせる光ファイバケーブルの複数本を集合する光ファイバケーブル、さらに、その上にシースが施される光ファイバケーブル、あるいは、それらの複数本を抗張力体の周囲に集合する光ファイバケーブルなど、適宜の構造の光ファイバケーブルに適用できるものである。
【００３１】
このように本発明は、光ファイバ心線の集合点と繊維材料の集合点とが近接されていることにより、集合工程で集合させた光ファイバ心線の上に繊維材料を撚り合わせる工程に入る前に、集合させた光ファイバ心線がばらけてしまうことを防止でき、さらには、シースを施す工程を含めてこれらを直線状態で、かつ、一工程で行なうことを可能にして、コストを低下させるとともに、好適な条件で製造を行ない、品質を良好かつ安定に保ち得る光ファイバケーブルを製造することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１または３に記載の発明によれば、光ファイバ心線の配列やピッチの乱れを防ぐことができ、断面配列が安定した状態で繊維材料を撚り合わせることができる。
【００３３】
請求項２または４に記載の発明によれば、光ファイバ心線の撚り合わせ集合点の前方の０．１ｍ以上、１．５ｍ以下の距離に繊維材料の集合点を配置することが容易となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバケーブルの製造方法を自己支持型光ファイバケーブルの製造に適用した実施の形態を説明するための生産ラインの一部の説明図である。
【図２】本発明の光ファイバケーブルの製造方法を自己支持型光ファイバケーブルの製造に適用した実施の形態を説明するための生産ラインの一部の説明図である。
【図３】繊維材料の集合点と光ファイバ心線の集合方法の説明図である。
【図４】自己支持型光ファイバケーブルの一例を説明するための斜視図である。
【図５】自己支持型光ファイバケーブルの一例を説明するための斜視図である。
【図６】自己支持型光ファイバケーブルの一例の説明図である。
【図７】自己支持型光ファイバケーブルの一例の断面図である。
【符号の説明】
１…支持線、２…ケーブル本体、２ａ…テープ状光ファイバ心線、２ｂ…繊維材料、３ａ，３ｂ…シース、３ｃ…首部、４…スリット、５…支持線部、６…ケーブル本体部、７…鋼線、８…引き裂き紐、１０…光ファイバ心線、１１…光ファイバ心線供給リール、１２…光ファイバ心線集合体、１３…繊維材料供給リール、１４…繊維材料、１５…ガイドローラ、１６…ケーブル本体、１７…粗巻き糸、１８…鋼線供給リール、１９…鋼線、２０…支持線供給リール、２１…支持線、２２…押出機、２３…クロスヘッド、２４…自己支持型光ファイバケーブル、２５…冷却水槽、２６…引取キャプスタン、２７…巻取装置。

Claims

複数本の光ファイバ心線を集合して光ファイバ心線集合体を形成し、該光ファイバ心線集合体の周囲に繊維材料を集合したケーブル本体にシースを被覆した光ファイバケーブルの製造方法であって、光ファイバ心線の集合点の前記光ファイバ心線集合体の進行方向側に繊維材料の集合点を配置し、前記繊維材料を集合したケーブル本体をほぼ直線状態で押出機に供給して連続的にシースを被覆する光ファイバケーブルの製造方法において、
前記光ファイバ心線の集合点と前記繊維材料の集合点との距離が０．１ｍ以上、１．５ｍ以下であることを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。
前記繊維材料は、供給源から出た繊維材料の方向と光ファイバ心線集合体の進行方向とがなす角度が、ほぼ９０゜またはそれ以下となる角度で前記光ファイバ心線集合体の進行方向と逆行する方向に向けて供給され、前記繊維材料の集合点の手前から、前記光ファイバ心線集合体の進行方向に向けて進行方向を変更されて集合されることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブルの製造方法。
複数本の光ファイバ心線を集合して光ファイバ心線集合体を形成し、該光ファイバ心線集合体の周囲に繊維材料を集合したケーブル本体にシースを被覆した光ファイバケーブルの製造装置であって、光ファイバ心線を集合させる集合ガイドまたは集合ダイスの前記光ファイバ心線集合体の進行方向側に繊維材料を集合させる集合ガイドまたは集合ダイスを配置するとともに、前記繊維材料を集合したケーブル本体をほぼ直線状態で連続的にシースを被覆するように押出機を配置した光ファイバケーブルの製造装置において、
前記光ファイバ心線を集合させる集合ガイドまたは集合ダイスと前記繊維材料を集合させる集合ガイドまたは集合ダイスとの距離が０．１ｍ以上、１．５ｍ以下であることを特徴とする光ファイバケーブルの製造装置。
前記繊維材料は、供給源から出た繊維材料の方向と光ファイバ心線集合体の進行方向とがなす角度が、ほぼ９０゜またはそれ以下となる角度で前記光ファイバ心線集合体の進行方向と逆行する方向に向けて供給され、前記繊維材料の集合点の手前から、前記光ファイバ心線集合体の進行方向に向けて進行方向を変更されて前記繊維材料を集合させる集合ガイドまたは集合ダイスに導入されることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバケーブルの製造装置。